| 小火龍果 |
2024-09-26 10:44 |
橢圓光斑整形 | SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件第85課
一.概述 G0&w#j
自被世人提出并正式問(wèn)世以來(lái)，激光已經(jīng)走過(guò)了一百多年的歷史，隨著時(shí)間的推移，激光技術(shù)的不斷成熟，激光的特性與電子、電腦以及光學(xué)材料等開(kāi)始了深度融合，激光的應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的材料加工、科研與軍事領(lǐng)域逐步拓展至通信、存儲(chǔ)、醫(yī)療美容、儀表儀器、傳感器等更加細(xì)分的市場(chǎng)。 BZ T%+s;u9
隨著激光應(yīng)用范圍的日益增長(zhǎng)，不同應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)始對(duì)激光的照明光斑形狀、照明均勻度和出光波前等提出不同的特殊要求，如在聚酯纖維表面處理、印刷材料表面處理等領(lǐng)域中，要求激光照明光斑為均勻的矩形光斑；在光盤系統(tǒng)等光存儲(chǔ)需要更高的聚焦能力來(lái)增大存儲(chǔ)容量。然而，激光束光強(qiáng)一般呈高斯分布，中心光強(qiáng)極強(qiáng)，四周光強(qiáng)相對(duì)較弱，能量分布很不均勻，這一特性使得激光并不能直接應(yīng)用，往往需要對(duì)激光進(jìn)行一些加工來(lái)滿足應(yīng)用需求。 e)bqE^JP
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圖一 激光光斑整形勻化 <z4!m/f [(
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圖二 高斯光束焊接（左）與平頂光束焊接（右） TPzoU"
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二. 設(shè)計(jì)要求 g/yXPzLU
波長(zhǎng)：0.6328um \dMsv1\
入射光束：圓型光斑，束腰半徑0.1mm。 rYqvG
出射光束:橢圓光斑，Y向束腰半徑0.04mm，X向束腰半徑0.02mm。 M;bQid@BG
結(jié)構(gòu)緊湊，整形系統(tǒng)不超過(guò)50mm。 , $ =V
準(zhǔn)直出射。 uQNoIy J)
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將橢圓光斑整形成圓形光斑，考慮通過(guò)兩個(gè)柱面鏡，分別對(duì)X向與Y向光斑大小進(jìn)行整形。柱面鏡是X軸和Y軸半徑不同的一種透鏡，僅有一個(gè)方向是球面，因此透鏡的形狀為圓柱形或半圓柱形。柱面鏡類似于球面鏡，它們均使用曲面對(duì)光線進(jìn)行發(fā)散和聚焦，但柱面鏡僅在一個(gè)方向上具有光強(qiáng)度，并且不會(huì)影響垂直方向上的光線。因此如果需要對(duì)光源進(jìn)行一維整形，柱面鏡是不錯(cuò)的選擇，整形系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下： G#*;3X$
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通過(guò)物方向?qū)гO(shè)置高斯光斑初始屬性，因?yàn)楣獍呔哂蠿、Y二維，需要在系統(tǒng)參數(shù)中更改追跡，將Y-Z平面追跡更改為Y-Z 與 X-Z 同時(shí)追跡。設(shè)置好的初始結(jié)構(gòu)如下所示。 zYNJF> ^<
Bk F[nL*|
初始鏡頭 1 ,J.
請(qǐng)聯(lián)系工作人員獲取 ^b#E%Rd
73.b9mF
查看入射光斑是否符合設(shè)計(jì)的圓形光斑，在命令行窗口中輸入 BEAM 與 XBEAM 分別查看Y向束腰半徑與X向束腰半徑。 BSY#xe V
|<0@RCgM
在命令行中輸入：DPROP P 0 0 1 GEOM 3 L RESAMPLE，查看光斑形狀。 ik*_,51Zj
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初始結(jié)構(gòu)設(shè)置完成，將柱面鏡的柱面系數(shù)設(shè)置為變量，并對(duì)出射光束在Y-Z平面與X-Z平面的夾角進(jìn)行限制，以保證平行出射。 Ah`dt 8t
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優(yōu)化宏和鏡頭結(jié)構(gòu) ~e<<aTwN
優(yōu)化好的結(jié)構(gòu)如圖所示： qu%s 7+
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